DE4102090C2 - Medizinisches Ultraschall-Abtraginstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Ultraschall-Abtraginstrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Ultraschall-Gewebe-Abtraginstrumente (Ultraschallaspiratoren) dienen dazu, krankhafte biologische Gewebe, beispielsweise Hirntumore, unter Schonung von Blutgefäßen und Nerven selektiv in lokal eng be­ grenzten Bereichen zu zerkleinern und zu entfernen.

Bei bekannten medizinischen Ultraschall-Abtraginstrumenten dieser Art wird die Spülflüssigkeit entweder durch eine um das sich verjüngende Ende des Schwingungsübertragungsstabes herumgelegte Hülse (DE 35 27 586 A1) oder eine unmittelbar neben diesem Stab zur Spitze geführte Kanüle zugeführt (US 4 846 790, US 4 886 491, EP 0 384 672 A2).

Während eine neben dem Schwingungsübertragungsstab angeordnete Ka­ nüle die Gefahr eines unbeabsichtigten Einstechens in das behandelte Gewebe in sich birgt und im übrigen bei Manipulationen in räumlich eng begrenzten oder tief im Gewebe liegenden Operationsgebieten stört, ver­ größert eine koaxial um den Schwingungsübertragungsstab gelegte Hülse dessen Durchmesser, wodurch die Übersichtlichkeit im Operationsgebiet beeinträchtigt und die Spülflüssigkeit auch nur wenig konzentriert zuge­ führt wird.

Weiter ist bereits ein Ultraschall-Abtraginstrument bekannt (US 4 741 731), bei der eine koaxial zu den Schwingungskristallen angeord­ nete Absaugleitung vorgesehen ist. Die Leitung zur Zufuhr von Spülflüs­ sigkeit ist jedoch exzentrisch außerhalb der Schwingkristalle angeordnet und bedingt dadurch eine beträchtliche Durchmesservergrößerung des Handstückes.

Bei einem anderen bekannten Ultraschall-Abtraginstrument (WO 87/03467 A1) sind sowohl die Spülflüssigkeits-Zufuhrleitung als auch die Absaugleitung im vorderen Bereich des Handstückes seitlich heraus­ geführt. Hierdurch ist das Instrument gerade in dem Bereich sehr platzaufwendig, wo es auf eine möglichst umfassende Beweglichkeit an­ kommt.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein weiteres medizinisches Ultra­ schall-Abtraginstrument der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem weder die Zufuhr der Spülflüssigkeit noch die Abfuhr der mit abge­ trennten Gewebestücken versetzten Flüssigkeit aus dem Operationsgebiet die Handhabung des Instrumentes oder die Übersichtlichkeit im Operati­ onsbereich beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem gattungsgemäßen Instrument erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Aufgrund dieser Ausbildung sind die beiden für die Spülflüssigkeitszufuhr und Flüssigkeitsabsaugung verantwortlichen Kanäle vollständig im Inne­ ren angeordnet, so daß die Handhabung wesentlich vereinfacht ist. Das erfindungsgemäße Ultraschall-Abtraginstrument ist also besonders kom­ pakt und platzsparend aufgebaut, ohne daß die Funktion der für die Ul­ traschallerzeugung und -weiterleitung vorhandenen Bauelemente sowie die Funktion der der Spülflüssigkeitszufuhr und der Absaugung dienen­ den Kanäle beeinträchtigt wird.

Bei der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 oder 3 kann der Kunststoffschlauch zwar die Wände des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Ka­ nals in unregelmäßigen Abständen berühren, was aber die Funktion nicht beeinträchtigt, weil der Querschnitt bei entsprechender Dimensio­ nierung an jeder Stelle des Kanals ausreichend groß ist, um die erforderli­ che Spülflüssigkeitsmenge zur Spitze des Schwingungsübertragungssta­ bes zu führen. Aufgrund der Ausbildung des zentralen Röhrchens als Kunststoffschlauch braucht auch nicht befürchtet zu werden, daß das Röhrchen die intensiven Schwingungen des Schwingungsübertragungs­ stabes mitmacht und so zu einem Klappern beim Anschlagen an die Wän­ de des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanals Anlaß gibt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen kompakten Anordnung kommt es be­ sonders auf optimale Ausbildung der Kanäle an, um Verstopfungen zu vermeiden. Nach Anspruch 4 erstreckt sich das Röhrchen zwar bis annä­ hernd, jedoch nicht ganz bis zur Spitze des Schwingungsübertragungssta­ bes, so daß die Mündung des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanals etwas weiter vorn zum Operationsgebiet hin liegt als die Mündung des Absaugröhr­ chens. Dies ist wichtig, damit der die vordere Mündung des Röhrchens umgebende Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanal etwa dort festsitzende Gewe­ beteile wegspült und so eine Verstopfung der Mündung des Röhrchens verhindert. Diesem Zweck dienen auch die Maßnahmen nach den Ansprü­ chen 5 und 6, denn auf diese Weise wird vermieden, daß Partikel, die grö­ ßer als der Innendurchmesser des Röhrchens sind, in die Öffnung des Schwingungsübertragungsstabes gesaugt werden.

Um jedoch bei der letztgenannten Ausführungsform zu verhindern, daß die Spülflüssigkeit wegen der Zurückversetzung der Mündung des Röhrchens direkt in dessen Mündung eintritt und somit das Operations­ gebiet umgeht, sind die Maßnahmen der Ansprüche 7 bis 9 vorgesehen. Durch die radialen Erweiterungen wird auf jeden Fall ausreichend viel Flüssigkeit in das Operationsgebiet befördert, so daß auch bei teilweisem Abdecken der Mündung durch angesaugtes Gewebematerial eine Kurz­ schlußströmung zwischen dem Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanal und dem Absaugkanal wirksam vermieden wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung be­ schrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsge­ mäßen Ultraschall-Absauginstrumentes,

Fig. 2 eine vergrößerte entsprechende Schnittansicht des vorderen Endbereiches des Schwingungsübertragungsstabes des Ultra­ schall-Abtraginstrumentes nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 nach Linie III-III.

Nach Fig. 1 weist das erfindungsgemäße Ultraschall-Abtrag­ instrument einen Ultraschallschwinger 11 bestehend aus auf­ einandergestapelten Piezokeramik- und Keramikringen auf. Der Ultraschallschwinger 11 ist über Leitungen 21 an einen sche­ matisch angedeuteten elektrischen Oszillator 12 angeschlos­ sen.

Mit seinem in Fig. 1 linken Ende ist der Ultraschallschwin­ ger 11 an einen Schwingungsübertragungsstab 13 mechanisch an­ gekoppelt, welcher sich im vorderen, dem Operationsgebiet zu­ gewandten Bereich bis zu einer Spitze 14 verjüngt.

Durch eine hohle Spannschraube 23 ist der Ultraschall­ schwinger 11 mit einer ringförmigen metallischen Endmasse 22 und dem hinteren Ende 24 des Schwingungsübertragungsstabes 13 verspannt. Der Schaft der Spannschraube 23 ist dabei gegenüber dem Ultraschallschwinger 11 elektrische isoliert.

Der Schwingungsübertragungsstab 13 weist in seinem Inneren konzentrisch zu seiner Mittellängsachse 27 einen Spülflüssig­ keits-Zufuhr-Kanal 17 auf, der sich nach hinten als Kanal 17'' durch die Spannschraube 23 fortsetzt und über das Innere einer Verbindungshülse 25 mit einem Spülflüssigkeits-Zufuhr­ schlauch 18 und einer nicht gezeigten Spülflüssigkeits-Zu­ fuhr-Einrichtung verbunden ist.

Innerhalb des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanals 17 ist ein Kunststoffröhrchen 19 mit geringerem Durchmesser angeordnet, innerhalb dessen ein Absaugkanal 15 ausgebildet ist.

Der Kunststoffschlauch 19 erstreckt sich im wesentlichen von der Spitze 14 des Stabes 13 aus bis hinter die Spannschraube 23 in den Verbindungsschlauch 25 hinein, dann durch eine dichte Durchführung 29 in der Wand der S-förmig gebogenen Hülse 25 zu eine Verbindungsstück 26, das mit einem Saugschlauch 16 und einer nicht gezeigten Absaugeinrichtung verbunden ist.

Nach Fig. 2 endet der Kunststoffschlauch 19 vorne in einem geringen Abstand von der Spitze 14 des Stabes 13. Dort ver­ jüngt sich der Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanal 17 annähernd stufenartig auf einen verjüngten Bereich 17', dessen Durch­ messer etwa dem Innendurchmesser des Kunststoffschlauches 19 entspricht. Nach den Fig. 2 und 3 weist jedoch die verklein­ erte Öffnung 17' radial nach außen bis zum Außendurchmesser des Ringkanals 17 reichende Erweiterungen 20 auf. Bevorzugt sind vier derartige Erweiterungen 20 gleichmäßig über den Umfang der Spitze 14 vorgesehen.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Instrumentes ist wie folgt:
Während der Operation ist der elektrische Oszillator 12 ein­ geschaltet und erregt den Ultraschallschwinger 11 und den Schwingungsübertragungsstab 13 zu einer Resonanz-Longitudi­ nalschwingung im Ultraschallbereich.

Die schwingende Spitze 14 erzeugt im Kontaktbereich mit dem Biogewebe große mechanische Wechselkräfte, die zu Kavitation in der Zell- und Spülflüssigkeit führen, die Zellmembranen zerstören und dadurch den Gewebeverbund auflösen. Elastische Gewebestrukturen, wie Blutgefäße, Nervenstränge, Sehnen und Fascien widerstehen den Ultraschallschwingungen und bleiben erhalten.

Gleichzeitig wird über die nicht näher beschriebene Spülflüssigkeits-Zufuhr-Einrichtung, den Zufuhrschlauch 18, durch die Verbindungshülse 25 sowie die Spülflüssigkeits-Zu­ fuhr-Kanäle 17'' und 17 Spülflüssigkeit, vorzugsweise steriles Wasser, zur Spitze 14 des Instrumentes geführt. Diese Spülflüssigkeit wird durch die Ultraschallschwingungen aerosoliert und gelangt feinverteilt in der Umgebung des Schwingungsübertragungsstabes in das Operationsgebiet.

Infolge des von der Absaugeinrichtung an das vordere Ende des Kunststoffröhrchens 19 angelegten Unterdruckes werden gleichzeitig Spülflüssigkeit, Blut und abgetrennte Biogewe­ beteilchen durch den Kunststoffschlauch 19, das Verbindungs­ stück 26 und den mit der nicht gezeigten Absaugeinrichtung verbundenen Absaugschlauch 16 abgesaugt. Die Spülflüssigkeit und die glatte Innenwand des Kunststoffschlauches verhindern Verstopfungen des Absaugkanals 15.

Sollte sich die Mündung des Kunststoffschlauches 19 oder der Spitze 14 durch irgendwelche Gewebeteile zusetzen, so sorgt die durch die Erweiterungen 20 (Fig. 3) axial ausströmende Spülflüssigkeit dafür, daß diese Gewebeteile entfernt werden, so daß die Mündung des Kunststoffschlauches 19 und der Spitze 14 stets von Verunreinigungen freigehalten wird und so eine Verstopfung vermieden wird.

Der Anschluß der Einheit Ultraschallschwinger 11/Schwin­ gungsübertragungsstab 13 an die Spülflüssigkeits-Zu­ fuhr-Einrichtung und die Absaugeinrichtung über die Bau­ elemente 16, 18, 25, 26, 29 ist in Fig. 1 nur rein beispiel­ haft wiedergegeben und kann auch auf andere Weise verwirk­ licht werden.

Claims (9)

1. Medizinisches Ultraschall-Abtraginstrument mit einem durch einen elektrischen Oszillator (12) zu Ultraschallschwingungen anregbaren Ultraschallschwinger (11), der am hinteren Ende eines metallischen Schwingungsübertragungsstabes (13) angeordnet ist, um dessen Spitze (14) in eine Ultraschallschwingung großer Amplitude zu ver­ setzen, wobei im Inneren des Stabes (13) koaxial ein an der Spitze (14) mündender Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanal (17) und ein koaxial in diesem angeordneter Absaugkanal (15) vorgesehen sind, welche an einer von der Spitze (14) entfernten Stelle an einen Spülflüssig­ keits-Zufuhr-Schlauch (18) bzw. einen Absaugschlauch (16) an­ schließbar sind, dadurch gekennzeichnet, da die konzentrisch ineinander angeordneten Kanäle (15, 17) sich durch den Ultraschallschwinger (11) hindurch bis zum hinteren En­ de des Schwingungsübertragungsstabes (13) erstrecken und dort an den Spülflüssigkeits-Zufuhr-Schlauch (18) bzw. an den Absaug­ schlauch (16) anschließbar sind.

2. Abtraginstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (15) in einem als Kunststoffschlauch ausge­ bildeten Röhrchen (19) angeordnet ist.

3. Abtraginstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschlauch relativ steif ist.

4. Abtraginstrument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (19) sich bis annähernd, aber nicht ganz bis zur Spitze (14) erstreckt.

5. Abtraginstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanals (17) sich an der Spitze (14) des Stabes (13) verkleinert.

6. Abtraginstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Kanals (17) sich an der Spitze (14) des Stabes (13) bis etwa auf den Innendurchmes­ ser des Röhrchens (19) verkleinert.

7. Abtraginstrument nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verkleinerte Öffnung (17') des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Ka­ nals (17) im Bereich der Spitze (14) wenigstens eine Erweiterung (20) aufweist, die radial bis vor den ringförmigen Spülflüssigkeits- Zufuhr-Kanal (17) reicht.

8. Abtraginstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verkleinerte Öffnung (17') des Spülflüssigkeits-Zufuhr-Ka­ nals (17) im Bereich der Spitze (14) mehrere über den Umfang verteilte Erweiterungen (20) aufweist.

9. Abtraginstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen (20) über den Umfang des Spülflüssigkeits-Zu­ fuhr-Kanals (17) gleichmäßig verteilt sind.